高考专题复习-电磁感应专题

电磁感应专题

1. (20分)(电磁感应)如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨 MN PQ 与水平面间的倾

角二=30°,两导轨间距L=0.3m 。导轨电阻忽略不计, 开始时，导轨上固定着一质量

m=0.1kg 、电阻r=0.2 Q 的金属杆ab ,整个装置处于磁感应强

度B=0.5T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下。

现拆除对金属杆ab 的约束，同时用一

平行金属导轨面的外力 F 沿斜面向上拉金属杆 ab ,使之由静止开始向上运动。电压采集器 可将其两端的电压 U 即时采集并输入电脑，获得的电压 U 随时间t 变化的关系如图乙所示。

2. (20分)(电磁感应•改编) 如图所示，相距0.5m 足够长的两根光滑导轨与水平面成

37°

角，导轨电阻不计，下端连接阻值为 2 Q 的电阻R,导轨处在磁感应强度 B =2T 的匀强

磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上. ab 、cd 为水平金属棒且与导轨接触良好，它

们的质量均为0.5kg 、电阻均为2Q . ab 棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让 cd 棒从

静止开始下滑，直至与

ab 相连的细绳刚好被拉断，在此过程中电阻

R 上产生的

热量为0.5J ，已知细线能承受的最大拉力为 5N.求细绳被

拉断时：(g =10m/s 2, sin37 ° =0.6) (1) ab 棒中的电流大小；

(2) cd 棒的速度大小；(3) cd 棒下滑的距离.

其间连接有阻值R=0.4 Q 的固定电阻。

求：

(1 )在t=2.0s 时通过金属杆的感 应电流的大小和方向；

(2) 金属杆在2.0s 内通过的位移; (3) 2s 末拉力F 的瞬时功率。

3.

如图（甲）所示，一对平行粗糙轨道放置在水平面上，

两轨道相距l=1m ,摩擦因数卩=0.4 ,

两轨道之间用 R=3Q 的电阻连接，一质量 m=0.5kg 、电阻r=1 Q 的导体杆与两轨道垂直，静 止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度

B=2T 的匀强磁场中，磁 场方向垂直轨道平面向上， 现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，

拉力F 与导体杆运动的位移

s 间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移

s=2.5m

时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离 2m 后停下，在滑行2m 的过程中电阻r 上产生的焦

4.

（ 20 分）如图所示，磁感应强度大小为 的圆形磁场区域里，圆的左端和

y

的A 点，置于原点 0的粒子源可沿 子流，粒子重力不计，比荷为 q/m=1 . 0X

108c/kg 。现在以过0点且垂直于

纸面的直线为轴，将圆形磁场缓慢地顺时针旋转了

90°，问：（提示：

2tg =

（1）在圆形磁场转动前，粒子通过磁场后击中荧光屏上的 点与A 点的距离； （2 ）在圆形磁场旋转过程中，粒子击中荧光屏上的点与 的最大距离；

耳热为3J 。求：（1）导体杆匀速运动时的速度;

为多少，及电阻 R 上产生的焦耳热。（改编）

（2）拉力F 的功率最大值；（3）拉力做功

B=0 . 15T 、方向垂直于纸面向里且分布在半径 R =0 . 10m 轴相切于坐标原点 O ,右端和荧光屏 MN 相切于x 轴上 x 轴正方向发射速度为 v = 3 . 0X 106m/s 的带负电的粒

（3）定性说明粒子在荧光屏上形成的光点移动的过程。

5、（20分）如图所示，竖直平面内有一与水平面成 0 =30°的绝缘斜面轨道 AB,该轨道和一 半径为R 的光滑绝缘圆弧轨道 BCD 相切于B 点。整个轨道处于竖直向下的匀强电场中， 现将 一质量为m 带正电的滑块（可视为质点）从斜面上的 A 点静止释放，滑块能沿轨道运动到 圆轨道的最高D 点后恰好落到斜面上与圆心 O 等高的P 点，已知带电滑块受到的电场力大小 为Eq=mg,滑块与斜面轨道间的动摩擦因数为 卩=3/6，空气阻力忽略不计。求： （1 ）滑块经过D 点时的速度大小；

（2） 滑块经过圆 轨道最低C 点时，轨道对滑块的支持力 F c ;

（3） B 处的速度及 A B 两点之间的距离d o 21世纪教育

6. （15分）如图甲所示，在水平面上固定有长为 L=2m 宽为d=1m 的金属“ U' 型导轨，在“U'型导轨右侧l=0.5m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场， 且磁 感应强度随时间变化规律如图乙所示。 在t=0时刻，质量为m=0.1kg 的导体棒以 v °=1m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数 为卩=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 入=0.1 Q /m ,不计导体棒与导轨 之间的接触电阻及地球磁场的影响（取 g=10m/s ）o ⑴通过计算分析4s 内导体棒的运动情况；

⑵计算4s 内回路中电流的大小，并判断电流方向； ⑶计算4s 内回路产生的焦耳热。

+q

E

图甲

t/s

MN 垂直于MM ■。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强 度B =0.5T 。垂直于ab 施加F =2N 的水平恒力，ab 从静止开始无 摩擦地运动，始终与MM I NN •保持良好接触。当ab 运动到某处时, 框架开始运动。设框架与水平面间最大静

摩擦力等于滑动摩擦力， 取 10m/s 2。

（1） 求框架开始运动时 ab 速度v 的大小； （2） 从ab 开始运动到框架开始运动的过程中，

Q =0.1J ，求该过程ab 位移x 的大小。

7、（江苏卷）13.如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L, 一理想电流表

与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为

m 、有效电阻为 R 的导体棒在距磁场

上边界h 处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I 。整

个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。 求：

（1） 磁感应强度的大小 B ;

（2） 电流稳定后，导体棒运动速度的大小 v ； （3） 流经电流表电流的最大值 I m

8、（天津卷）11.如图所示，质量m^ 0.1kg ，电阻R i 二03」，长度I = 0.4m 的导体棒ab 横放在U 型金属框架上。框架质量 m 2 = 0.2kg ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦 因数"=0.2 ,相距0.4m 的MM

NN •相互平行，电阻不计且足够长。 电阻R 2二0.11的

MN 上产生的热量

g